协同创新 培养高端软件人才

何积丰+++姜宁康

摘 要：传统的软件人才培养偏重于学生实用型技能的培养，缺少面向大系统的架构设计能力、创新能力和综合能力。为解决国家战略性新兴产业对软件研发人才，特别是高端软件人才的巨大需求，我们提出并实践了高端软件人才的协同创新培养模式。

关键词：高端软件人才；协同创新；培养模式

一、目前我国高端软件人才培养存在的问题

当前，我国正处在工业化和信息化融合的关键阶段，发展软件产业对于提升我国的产业竞争力具有重要的战略意义。国家“十二五”发展规划指出，我国信息产业存在人才结构矛盾突出，高层次、复合型、领军型软件人才严重缺乏等问题。然而，目前高校软件人才培养的问题较为突出，主要体现在：（1）碎片化的教学体系无法培养系统性思维和架构设计能力；（2）单一的课堂教学模式无法培养学生的综合能力，教学与行业实践、科学研究脱节；（3）唯专业的课程体系缺乏培养学生自主学习、团队合作、项目管理等综合能力的相关课程；（4）应试化的外语教学造成学生阅读国外文献困难、理解国外专家授课困难、与外国专家学术交流困难。

二、国外高端软件人才培养经验

应对上述挑战，美国和印度的高校提出了金字塔型人才结构，重视培养具有综合能力、国际化视野的高端软件人才。

美国软件专业希望教师具有IT行业背景，有能力把经验、最新的信息和技术带给学生，强调数学、概率统计和离散数学（逻辑）。学生还会上一些支持性课程，比如自然科学、商学、演讲以及写作。鼓励学生辅修相关领域专业，比如商学、视觉艺术或者传媒学。

数学一直是印度人逻辑思考的原动力，依据定义、定理，一步步把题目推算出来的过程，与软件开发需要的分析和逻辑能力相一致。在软技能培养方面，强调工作态度、表达能力、团队精神等；要求学生演讲，增强与客户的沟通能力；用体态语言正确地进行表达，而这种能力在人机对话中十分重要；非常重视直觉的训练，因为计算机中许多问题是无法通过逻辑所能解决的。在国家层面上，既重视中高级软件人才的培养，也重视软件蓝领的培育，高中低人才合理搭配，形成了软件产业合理的人才结构。

三、高端软件人才的协同创新培养模式

我们认为，高端软件人才应具备：（1）系统分析和设计理论基础，掌握大系统需求分析、建模与仿真及软硬件协同设计技术；（2）应用系统设计能力，能够从事战略性新兴产业软件的研发；（3）国际前沿技术学习能力和交流能力；（4）项目管理能力及自主业务提升能力。因此，从2007年起，我们设计和实施了高端软件人才的协同创新培养模式，明确了本科生的培养定位，即：立足于研究型大学，瞄准国家软件行业需求，致力于培养系统架构师、系统分析师和数据分析师等高端软件人才。

1.建立面向创新人才培养的多元协同教学团队与组织架构

通过突破传统校企二元合作培养模式的瓶颈，将人才培养组织架构拓展为学校、企业、科研院所、国际资源多方协作，同时建立由专职教师引导、学生自我管理的学生自主创新实践基地，使人才培养组织架构呈现多元协同的格局。

组建以国家自然科学基金委“创新研究群体”为核心的科研与教学互动的教学团队，包括国家千人、长江学者、国家杰青、国内外兼职教授、全职外教、双师型教师及企业工程师，涵盖了基础理论教师、工程型教师、企业工程师等，协同修订教学计划和承担课程讲授。教师在课堂教学中奠定学生软件理论基础，在创新实践基地带领学生参与国家级及省部级科研项目，启发学生的科学精神和创新潜力；带领学生参与企事业合作项目，锻炼学生软件开发实践能力。

多元协同的人才培养组织架构与多元化的教学团队为学生的发展提供了上升空间和有力支撑。

2.强化大系统架构设计能力，打造一体化课程体系

高端软件人才要求具有对大系统的架构设计能力，但是我们早期的课程体系以孤立的课程为主体，立足于培养本科生应用软件开发能力，课程间相对孤立，较少体现软件架构设计和系统思维能力的培养。因此，面对技术的飞速发展，围绕高端软件人才的培养目标，我们建立了以包括系统分析、建模、设计、实现在内的软件全生命周期为中轴、融合多门课程知识点的一体化课程体系（见下图），强调基础理论和应用实践并重，训练学生自主研究和自主探索能力，培养学生面向大系统架构设计、软件开发以及领导管理的综合能力。

一体化课程体系示意图

其中核心课程包括：“计算引论”奠定了软件基础理论；“软件工程数学”培养和训练学生的抽象思维能力和严格的逻辑推理能力；“软硬件协同设计”面向大系统架构分析、建模与设计；“软件开发规范与实践”以软件开发全生命周期为线索，以实际工程项目作为教学内容，融合系统分析、系统架构设计、实现与测试技术以及技术文档撰写等。同时，商务交流与沟通等人文课程，培养学生的沟通、交流、管理与领导能力。

此外，教师结合承担的国家及省部级科研项目，可灵活设置科研创新实践课程、研讨课程；学生在创新实践过程中，可自主设计和讲授实践课程，如“移动计算”课程是学生们根据移动互联网最新技术发展，从实践需要出发，自主设计、自我管理和学习的课程。

对于软件人才而言，外语水平是必不可少的基础能力。为了开拓学生的国际视野和学科视野，学院订制了英语课程教学计划，缩短时间跨度，在一年级强化英语应用能力；日语课由外教主讲；基础课程全部采用与国际同步的原版英文教材；连续八年举办暑期学校，邀请四位图灵奖获得者和欧洲科学院院士等国内外知名专家百余人次讲学；输送学生到国际知名大学和研究机构交流和访学，等等。

3.依托多个重点研究基地，搭建学生创新实践平台

依托高水平的人才队伍，先后建成了上海市高可信计算重点实验室、教育部软硬件协同设计与应用工程技术中心、上海市可信物联网产学研联合研发中心、国家可信嵌入式软件工程技术研究中心（筹）四个国家及省部级重点研究基地，为学生搭建了提升科研创新能力、大系统架构与开发能力、各类软技能等综合能力的良好平台，鼓励本科生尽早进入实验室，为每一位学生提供了参与科研实践的机会。每年有40%的本科生参与国家及省部级科研项目，主持完成国家和上海市大学生创新实践项目69项。通过参加大学生ACM程序竞赛、数学建模竞赛等，本科生的科研创新能力和组织管理能力得到提升。

4.实施多元融合的运行机制，保障人才培养的质量

通过教考分离、月考、在线题库、学术论文、学科竞赛等实现多元化评价。以国家级科研项目为导向，将传统的学生学分构成从“单一课堂学习”拓展为“课堂学习、创新实践课程、创新项目研发、学术研究论文、学术讲座、学科竞赛”的综合评价方式，引导学生在理论知识、实践能力、科研创新意识、语言能力、交流能力等多层面上全面发展。

通过本科生导师制、拔尖创新人才培养试点、项目驱动的自主学习能力培养等对学生进行多途径指导。我院鼓励承担科研项目的教师设立科研子课题，通过创新实践课程，引导学生参加国家及省部级科研项目、上海市大学生创新实践项目和各类竞赛，培养学生自主研究能力和工程实践能力，迄今为止共有近200名学生申请并完成了创新实践课程所提供的软硬件项目研发。在这一过程中，多元化的教学团队通过本科生导师制、项目指导、拔尖人才个性化培养为学生提供多元化指导，激发学生科研创新兴趣，培养团队合作能力。

贯通“本—硕—博”各学段，探索分层分流培养机制。我院鼓励本科生尽早进入实验室和重点研究基地，从本科二年级开始实施跨年级、跨学段、跨专业自由选课机制，使得“本—硕—博”贯通培养。各学段之间课程相关联、目标一致，为学生们创造了提升自己的研究能力、大系统架构与开发能力、科研创新与组织管理能力的机会。

四、高端软件人才协同创新培养模式的

实施成效

通过践行高端软件人才的协同创新培养模式，人才培养质量得到大幅度提高，社会认可度大增。本科毕业生从早期主要进入企业从事程序编码等，逐渐转向承担系统设计和项目管理等工作；就业于微软、EMC2、IBM等知名IT企业的比例稳步提高；进入耶鲁大学、布朗大学、纽约大学、新加坡国立大学等国际知名大学进一步学习的学生比例达到23%；本科生赢得ACM竞赛亚洲区4块金牌、3块银牌和5块铜牌，并进入世界总决赛。一批优秀本科毕业生脱颖而出，一大批本科毕业生成长为各大IT企业的项目经理和技术骨干。“软件工程”和“软件工程（嵌入式方向）”两个专业获得教育部特色专业建设支持，先后出版了《计算机图形学原理》等9本教材和3本译著。

欧洲科学院院士Jean-Raymond Abrial（B方法的创始人）、法国INRIA实验室Eric Madelaine等国际同行对我们软件人才的协同创新培养模式给予了高度肯定。许多国内外著名学者都愿意来我院进行学术讲座，与学生进行学术交流，并挑选合适的学生进入自己的科研团队继续深造。许多知名IT企业和科研院所对我们培养的本科毕业生表现出浓厚的兴趣，与我们开展了深入合作，已成为我院优秀学生的聚集地，多方协同创新的局面和人才培养效益业已凸显。

今后，为了保障国家信息安全，软件行业面临的挑战，同时也是亟须研究的关键问题，是研发我国自主可控的可信软件产品。以信息—物理融合系统（CPS，Cyber Physical Systems）、物联网为标志的大规模网络化软件的研发，亟须构建新的可信软件建模与分析理论、仿真与验证方法，研究软件的设计与构造技术、面向大系统的系统设计与数据处理技术，研发可信嵌入式软件技术，构建软件测试与验证工具平台，制定软件行业规范与标准，培养软件行业高端人才，提升我国软件产品的国际市场竞争力，提高嵌入式控制软件产品质量等级，提升国产软硬件产品的市场占有率。

[责任编辑：余大品]